Nhựa ABS là gì?

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) là một polyme vô định hình và là loại nhựa nhiệt dẻo không trong suốt. “Nhựa nhiệt dẻo” (trái ngược với “nhiệt rắn”) đề cập đến cách vật liệu phản ứng với nhiệt. Nhựa nhiệt dẻo hóa lỏng (tức là có thể “chuyển đổi thủy tinh”) ở một nhiệt độ nhất định (221ºF đối với nhựa ABS). Chúng có thể được làm nóng đến điểm nóng chảy, làm lạnh rồi lại làm nóng lại mà không bị giảm chất lượng đáng kể. Thay vì đốt cháy, nhựa nhiệt dẻo như ABS sẽ hóa lỏng, cho phép chúng dễ dàng được đúc phun và sau đó là tái chế.

Công thức hóa học (C8H8·C4H6·C3H3N)n
Khối lượng riêng 1.060–1.080 g/cm3
Mô đun đàn hồi 2.06 GPa
Hấp thụ nước 0.410 %
Độ cứng Rockwell 106

Ngược lại, nhựa nhiệt rắn chỉ có thể được gia nhiệt một lần (thường là trong quá trình ép phun). Lần gia nhiệt đầu tiên làm cho vật liệu nhiệt rắn đông kết (tương tự như epoxy 2 phần), dẫn đến sự thay đổi hóa học không thể đảo ngược. Nếu bạn cố gắng làm nóng nhựa nhiệt rắn đến nhiệt độ cao lần thứ hai, nó sẽ chỉ bị cháy. Đặc điểm này làm cho vật liệu nhiệt rắn trở thành ứng cử viên kém cho việc tái chế. ABS cũng là một vật liệu vô định hình, có nghĩa là nó không thể hiện các đặc tính có trật tự của một chất rắn kết tinh.

ABS được tạo ra như thế nào?

ABS phổ biến nhất được tạo ra bằng việc polyme hóa thông qua quá trình nhũ tương (hỗn hợp của nhiều chất không kết hợp được với nhau). Một ví dụ nổi tiếng về sản phẩm được nhũ hóa là sữa. ABS cũng được tạo ra, mặc dù ít phổ biến hơn, bằng một quá trình được cấp bằng sáng chế được gọi là quá trình trùng hợp khối liên tục. Trên thế giới, phương pháp phổ biến nhất để tạo ra ABS là quá trình tạo nhũ tương.

Điều quan trọng cần lưu ý là vì ABS là vật liệu nhựa nhiệt dẻo nên nó có thể dễ dàng tái chế, như đã đề cập ở trên. Điều này có nghĩa cách phổ biến để sản xuất nhựa ABS là từ nhựa ABS khác (tức là sản xuất nhựa ABS từ ABS).

Đặc tính kỹ thuật

ABS rất chắc chắn về mặt cấu trúc, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong những sản phẩm như vỏ máy ảnh, vỏ bảo vệ và bao bì. ABS là một lựa chọn tốt nếu bạn cần một loại nhựa cứng, bền, rẻ và chịu được các tác động bên ngoài.

Nhựa ABS có lợi thế trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên các giới hạn vật lý nhất định cũng góp phần hạn chế việc sử dụng vật liệu trong các sản phẩm và ứng dụng nhất định. Những thiếu sót này bao gồm:

  • Khả năng chịu thời tiết (bị hư hại do ánh sáng mặt trời)
  • Kháng dung môi
  • Nguy hiểm khi bị bỏng
  • Hạn chế sử dụng liên quan đến ngành công nghiệp thực phẩm
  • Giá cao hơn Polystyrene (PS) hoặc Polyethylene (PE)

Thông số kỹ thuật của nhựa ABS

Đặc tính vật lý

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được(*)
Tỉ trọng 1.01 – 1.20 g/cc 1.07 g/cc
Hấp thụ nước 0.050 – 1.0 % 0.410 %
Hấp thụ độ ẩm ở trạng thái cân bằng 0.00 – 0.30 % 0.217 %
Hấp thụ nước ở độ bão hòa 0.30 – 1.03 % 0.713 %
Độ ẩm tối đa 0.010 – 0.15 0.0490
Co ngót khuôn tuyến tính 0.0020 – 0.0080 cm/cm 0.00552 cm/cm
Co ngót khuôn tuyến tính, cắt ngang 0.0030 – 0.0080 cm/cm 0.00575 cm/cm
Dòng chảy 0.10 – 35 g/10 min 6.18 g/10 min

Đặc tính cơ học

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được
Độ cứng, Rockwell R 68 – 118 106
Độ cứng thụt đầu bóng 65.0 – 110 MPa 93.2 MPa
Độ bền kéo, tối ưu 22.1 – 74.0 MPa 38.8 MPa
Độ bền kéo, Năng suất 13.0 – 65.0 MPa 44.8 MPa
Kéo dài khi nghỉ 3.0 – 150 % 49.1 %
Kéo dài ở năng suất 0.62 – 30 % 5.44 %
Mô đun đàn hồi 1.00 – 2.65 GPa 2.06 GPa
Sức mạnh năng suất uốn 0.379 – 593 MPa 73.7 MPa
Mô-đun uốn dẻo 0.200 – 5.50 GPa 2.17 GPa
Tác động Izod, khía 0.380 – 10.3 J/cm 4.04 J/cm
Izod Impact, Unnotched 1.07873 – 1.66713 J/cm 1.37 J/cm
Tác động Izod, khía (ISO) 8.00 – 48.0 kJ/m² 27.2 kJ/m²
Charpy Impact Unnotched 11.0 J/cm² – NB 15.4 J/cm²
Tác động Charpy, khía 0.700 – 5.00 J/cm² 2.58 J/cm²
Phóng phi tiêu, Tổng năng lượng 24.4 – 50.2 J 31.9 J
Tác động phi tiêu rơi 19.0 – 569 J 163 J
Tác động công cụ Tổng năng lượng 14.0 – 47.5 J 24.1 J
Năng lượng tác động công cụ ở mức cao nhất 11.0 – 33.9 J 18.8 J

Đặc tính điện tử

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được
Điện trở suất 1.00e+9 – 1.00e+17 ohm-cm 7.26e+15 ohm-cm
Sức đề kháng bề mặt 1.00e+9 – 1.00e+16 ohm 1.27e+15 ohm
Hằng số điện môi 2.6 – 3.3 2.99
Độ bền điện môi 18.0 – 50.0 kV/mm 33.0 kV/mm
Yếu tố phân tán 0.0050 – 0.090 0.0222
Chỉ số theo dõi so sánh 525 – 600 V 590 V
Đánh lửa dây nóng, HWI 7.0 – 60 sec 19.2 sec
High Amp Arc Ignition Ignition, HAI 120 – 200 arcs 164 arcs
Tốc độ theo dõi hồ quang điện áp cao, HVTR 0.000 – 25.4 mm/min 5.06 mm/min

Đặc tính nhiệt

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được
CTE, tuyến tính 40.0 – 110 µm/m-°C 82.2 µm/m-°C
CTE, tuyến tính, chuyển ngang sang dòng 87.0 – 104 µm/m-°C 96.3 µm/m-°C
Dẫn nhiệt 0.150 – 0.200 W/m-K 0.171 W/m-K
Nhiệt độ dịch vụ tối đa, không khí 60.0 – 100 °C 84.3 °C
Nhiệt độ lệch ở 0,46 MPa (66 psi) 70.0 – 107 °C 94.6 °C
Nhiệt độ lệch ở 1,8 MPa (264 psi) 70.0 – 130 °C 96.1 °C
Điểm mềm 87.0 – 125 °C 99.8 °C
Kính chuyển nhiệt độ, Tg 108 – 109 °C 108 °C
UL RTI, Điện 50.0 – 120 °C 85.0 °C
UL RTI, Cơ khí có tác động 50.0 – 105 °C 82.6 °C
UL RTI, Cơ khí không va đập 50.0 – 120 °C 86.7 °C
Tính dễ cháy, UL94 HB – V-0
Chỉ số oxy 0.19 19.0 %
Kiểm tra dây phát sáng 650 – 960 °C 677 °C

Đặc tính quang học

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được
Bóng 2.5 – 98 % 69.5 %
Truyền, Có thể nhìn thấy 0.00 – 91 % 68.2 %

Đặc tính xử lý vật liệu

Chỉ tiêu Khoảng giá trị Giá trị đo được
Nhiệt độ xử lý 76.7 – 230 °C 159 °C
Nhiệt độ vòi phun 180 – 310 °C 273 °C
Nhiệt độ bộ điều hợp 200 – 300 °C 275 °C
Nhiệt độ chết 200 – 295 °C 262 °C
Nhiệt độ nóng chảy 170 – 320 °C 261 °C
Nhiệt độ khuôn 29.0 – 120 °C 74.6 °C
Vận tốc tiêm 240 mm/sec 240 mm/sec
Nhiệt độ cuộn 47.0 – 150 °C 119 °C
Nhiệt độ sấy 70.0 – 120 °C 90.7 °C
Độ ẩm 0.010 – 0.050 % 0.0210 %
Điểm sương -29.0 °C -29.0 °C
Áp suất phun 4.83 – 150 MPa

Tại sao ABS hay được sử dụng?

ABS có khả năng chống lại các hóa chất ăn mòn và / hoặc các tác động vật lý. Nó rất dễ gia công và có nhiệt độ nóng chảy thấp nên rất thích hợp để sử dụng trong các quy trình sản xuất ép phun hoặc in 3D trên máy FDM. Giá ABS cũng tương đối rẻ, thường rơi vào khoảng giữa Polypropylene  (“PP”) và Polycarbonate (“PC”). Nhựa ABS thường không được sử dụng trong các trường hợp nhiệt độ cao do nhiệt độ nóng chảy thấp. Những đặc điểm này là lý do ABS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

Ứng dụng của nhựa ABS?

Có vô số ứng dụng cho ABS. Trong số những thứ có thể kể đến ứng dụng rộng rãi nhất là các phím trên bàn phím máy tính, vỏ công cụ điện, miếng nhựa bảo vệ ở bề mặt ổ cắm trên tường (thường là hỗn hợp PC / ABS) và đồ chơi LEGO.

Phím vi tính làm từ nhựa ABS

Phím vi tính làm từ nhựa ABS

ABS có độc hại không?

ABS tương đối vô hại ở chỗ tới thời điểm hiện tại, không phát hiện có bất kỳ chất gây ung thư nào trong ABS, và không có tác dụng phụ nào đã biết về sức khỏe liên quan đến việc tiếp xúc với ABS.

Tham khảo: https://www.creativemechanisms.com